一维锰基氧化物/氧化石墨烯的晶相结构对氧还原性能的影响

摘要

基于氧化石墨烯(graphene oxide,GO),以不同的锰源为原料,采用一步水热法合成两种不同晶相的锰基氧化物与GO的复合材料.样品分别经XRD、Raman、SEM及TEM进行结构、形貌表征.XRD测试结果表明合成的锰基氧化物分别为p-MnO2和γ-MnOOH.Raman结果证明样品中GO的存在.SEM和TEM结果显示氧化物均为棒状结构,与GO复合后,形成了β-MnO2/GO,γ-MnOOH/GO异相结构.循环伏安和旋转圆盘电极测试结果表明β-MnO2/GO具有更为优异的氧还原催化活性,起始电位为-0.10 V(vs Hg/HgO).比较两种复合物,在-0.3 V(Hg/HgO)电位下,β-MnO2/GO具有比γ-MnOOH/GO更高的电流密度,这归因于β-MnO2特别的晶相结构对氧还原的催化活性以及β-MnO2和GO间优异的协同作用.这种新型β-MnO2/GO复合材料有望成为一种价格低廉且高效的非贵金属氧还原催化剂.